实验3：进程管理
【实验目的】
掌握进程的概念，深入理解进程的含义。认识并理解并发环境中进程执行的实质问题，了解构成并发机制的进程创建过程；
了解在进程创建后通过对进程控制的系统调用，可实现对进程的有效控制。掌握在进程执行中对进程进行睡眠、同步、撤消等控制方法；
分析进程竞争资源的现象，学习解决进程互斥的方法。 【实验内容】
1、创建新的进程；查看运行进程；换出某个进程；杀死运行进程。
2、采用写者优先重写P94的读者-写者问题，并通过一个读写序列，将算法与读者优先算法进行比较。
3、P98的53题的上机作业。 【实验原理】
回答以下问题：
1． 简述调用fork创建新进程的过程
Unix系统中，fork属于系统调用，会创建一个与调用相同的副本，在调用了fork之后，这两个进程（父进程和子进程）拥有相同的存储映像，同样的环境字符串和同样的打开文件。通常，子进程接着执行execve或一个类似的系统调用，以修改其存储映像并运行一个新的程序。
2． 简述信号量的作用及使用方法
作用：多进程资源共享时，使用信号量，避免死锁。
使用方法：信号量大于或等于0表示可供并发进程使用的资源实体数；小于0代表正在等待使用临界区的进程数;用于互斥的信号量初始值应该大于0;只能通过P ,V 原语操作而改变。
【实验环境】 硬件环境
单核CPU 软件环境 Ubuntu 【实验过程】
1、创建新的进程：使用fork（）函数 查看运行进程&换出某个进程：使用execp换出进程，并且用ls来替换以达到查看进程的效果
杀死运行进程：在父进程后使用kill函数 代码：
1.代码如下
#include
int pid1,pid2;
printf(\
pid1=fork(); if(pid1 < 0 ) {
printf(\ return 1; }
else if (pid1 == 0 ) {
printf(\ return ; }
int r=kill( pid1, SIGKILL); if( r ) {
printf(\ } else {
printf(\ }
pid2=fork(); if( pid2<0 ) {
printf(\ return 1; }
else if(pid2==0)
1
{
printf(\ return 0 ; }
if(execlp(\ {
printf(\ return 1; } else
printf(\ return ; }
【实验结果】
运行结果如下：
分析：如图,调用了fork()函数后，程序先创建了子进程，然后调用kill函数杀死进程1，再创建进程2，然后调用execp函数切换当前进程为ls命令，列出当前文件。
2.采用写者优先重写P94的读者-写者问题，并通过一个读写序列，将算法与读者优先算法进行比较。 代码如下：
#include \
2
#include
#define N_WRITER 2 //写者数目 #define N_READER 10 //读者数目 #define W_SLEEP 10 //控制写频率 #define R_SLEEP 8//控制读频率
pthread_t wid[N_WRITER],rid[N_READER];
const int MAX_RAND = 1000;//产生的最大随机数 int data = 0;
int readerCnt = 0, writerCnt = 0;
pthread_mutex_t accessReaderCnt = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_mutex_t accessWriterCnt = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_mutex_t writeLock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_mutex_t readerLock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_mutex_t outerLock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
void write() {
int rd = rand()%MAX_RAND; printf(\ data = rd; }
void read() {
printf(\ }
void * writer(void * in) {
while(1) {
pthread_mutex_lock(&accessWriterCnt);
{//临界区,希望修改 writerCnt,独占 writerCnt writerCnt++;
if(writerCnt == 1){
//阻止后续的读者加入待读队列 pthread_mutex_lock(&readerLock); }
3
}
pthread_mutex_unlock(&accessWriterCnt);
pthread_mutex_lock(&writeLock);
{//临界区，限制只有一个写者修改数据 write(); }
pthread_mutex_unlock(&writeLock);
pthread_mutex_lock(&accessWriterCnt);
{//临界区,希望修改 writerCnt,独占 writerCnt writerCnt--;
if(writerCnt == 0){
//阻止后续的读者加入待读队列 pthread_mutex_unlock(&readerLock); } }
pthread_mutex_unlock(&accessWriterCnt); sleep(W_SLEEP); }
pthread_exit((void *) 0); }
void * reader (void * in) {
while(1) {
//假如写者锁定了readerLock,那么成千上万的读者被锁在这里 pthread_mutex_lock(&outerLock); {//临界区
pthread_mutex_lock(&readerLock);//只被一个读者占有 {//临界区
pthread_mutex_lock(&accessReaderCnt);//代码段 1 {//临界区
readerCnt++;
if(readerCnt == 1){
pthread_mutex_lock(&writeLock); } }
pthread_mutex_unlock(&accessReaderCnt);
4
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